どちらの膜スイッチ構造の方が信頼性が高いか？
構造的な観点から言えば、 メンブレンスイッチ 一般的に、大きく2つのタイプに分けられます。 触覚膜スイッチ そして 非触覚メンブレンスイッチ。
非触覚メンブレンスイッチは通常、平らな非触覚構造と隆起したキーフレーム構造から構成されます。一部の設計では、隆起したブラインドドットが使用される場合もあります。
非接触式メンブレンスイッチ
非接触式メンブレンスイッチは、強いキータッチ感は必要としませんが、高い感度が求められます。スイッチは軽いタッチで作動する必要があり、同時にキーが押されていないときに意図せずショートしてしまうことも避けなければなりません。
したがって、下層回路に適切なスペーサードットを追加する必要があります。以前の非触覚式メンブレンスイッチでは、キーの位置、形状、サイズは通常、印刷された色で示されていました。オペレーターは視覚的にキーを識別していました。
操作の利便性と精度を向上させるため、後にグラフィックオーバーレイに隆起したキーフレームや隆起したブラインドドットが追加された。近年では、多くの平面型非触覚メンブレンスイッチが静電容量式メンブレンスイッチに置き換えられている。
触覚メンブレンスイッチ
触覚メンブレンスイッチには、さまざまな構造設計があります。最も一般的で古典的なタイプは次のとおりです。
- エンボス加工された触覚メンブレンスイッチ
- 金属ドーム型触覚メンブレンスイッチ
エンボス加工された触覚メンブレンスイッチ
一般的なエンボス加工された触覚デザインとしては、上部回路とオーバーレイの両方にエンボス加工が施されている構造、またはオーバーレイのみにエンボス加工が施されている構造が挙げられる。
極薄設計の中には、上部回路層を除去し、上部接点をオーバーレイ上に直接印刷するものもあります。エンボス加工されたキーは、金型を通して加熱および油圧プレスすることで形成され、キー部分がパネル表面よりわずかに隆起するようになっています。
これにより、立体的なキー形状が形成されます。通常、優れた靭性と熱収縮性を備えたPET素材が用いられます。熱プレスによって反発力が形成されるため、エンボス加工されたタクタイルメンブレンスイッチは、非常に優れたキータッチと感度の高い電気特性を実現します。
ただし、高温環境では長時間使用しないでください。高温によって触覚反応が弱まる可能性があります。
エンボス加工されたメンブレンスイッチの場合、一般的には上部回路とオーバーレイの両方をエンボス加工するのが望ましい。上部回路をエンボス加工しない場合は、通気孔を設けることを検討すべきである。通気孔として、上部回路に小さな穴を開けてもよい。
必要に応じて、短絡や意図しない導通を防ぐために、下部回路接点に適切なスペーサードットを追加する必要があります。
接点がオーバーレイ上に直接印刷されている場合、高温老化後のオーバーレイの変形を考慮する必要があります。焼成時間が長すぎると、オーバーレイが大きく変形し、組み立てや接着が困難になる可能性があります。焼成時間が短すぎると、接点の老化が不十分になり、摩耗しやすくなり、製品の耐用年数が短くなる可能性があります。
金属ドーム型触覚メンブレンスイッチ
A 金属ドーム型触覚膜スイッチ 下層回路に固定された金属製のドームを使用する。このドームは回路の一方の極として機能する。ドームが押されると、下層回路のもう一方の極に接触し、回路が完成する。
金属ドーム型メンブレンスイッチの主要設計は非常に柔軟性に富んでいます。これにより、製品の安定性と信頼性が向上するだけでなく、外観や装飾効果も高まります。
オーバーレイは次のように設計できます。
- 平らな面
- 凸球面
- 凸状の平面
- 丸型、四角型、三角形、または不規則な形状のキー
キーがフラットキー、隆起キーフレーム、またはブラインドドットとして設計されている場合、金属ドームが自由に動くための十分なスペースを確保するために、接着スペーサー層を厚くする必要があります。
触感に満足できない場合は、オーバーレイキー領域の裏側に小さなパッドを追加することができます。
金属ドームの固定層は、2つの方法で設計できます。
- キー位置に穴あけ加工を施した構造
- エンボス加工構造
穴あけ加工の場合、穴の直径は金属ドームよりも小さくする必要があります。この構造は通常、よりシャープな触感と均一な作動力を提供します。エンボス加工構造は、全体的な密閉性能を向上させます。
別の金属ドーム構造では、ドームを上部回路のキー位置に直接配置することで、触覚フィードバックを向上させています。この設計は、キーの数が多く、製品全体のサイズが小さく、回路配線のためのスペースが限られている場合によく用いられます。
LED一体型メンブレンスイッチ
LED一体型メンブレンスイッチ LED回路と下部回路は、同一層上に設計することも、異なる層上に設計することも可能です。
LED回路と下部回路が同じ層にある場合、構造は比較的単純です。ただし、LEDウィンドウはエンボス加工する必要があります。そうしないと、LEDがオーバーレイを押し上げてしまい、強い圧力によってLED自体が損傷する可能性があります。
0603サイズのLEDは高さが低いものの、はんだ付けパッドが小さいため、はんだ付けが難しくなります。一方、0806サイズのLEDは一般的に高さが約0.8mmで、はんだ付けパッドが大きく、はんだ付け不良の問題が少なくなります。
LED回路と下部回路が異なる層にある場合、構造はより複雑になり、膜スイッチ全体が厚くなります。この場合、LEDウィンドウにエンボス加工を施す必要は必ずしもありません。
LEDメンブレンスイッチの場合、オーバーレイ上に帯電防止シールド層が必要となることが多い。緑色と青色のLEDは、特に冬場に静電気による損傷を受けやすい。
防水膜スイッチ構造
防水メンブレンスイッチは通常、埋め込み式のフレーム構造で設計されています。
一般的な構造の一つは、同じ種類の材料で作られた2つの別々の部品から構成される。回路部はパネル部に埋め込まれ、一体の製品となる。この構造は広く用いられており、各接着層には防水接着剤を使用する必要がある。
別の構造では、上部回路、下部回路、スペーサー層、およびその他の同じ厚さの層を用いて、オーバーレイとともに外枠を形成する。回路部は内部に埋め込まれ、完全な一体構造を形成する。
一般的な防水接着剤には以下のようなものがあります。 3M 9495LE そして 3M GTM920。
ライトガイドメンブレンスイッチ
ライトガイド構造とは、標準的なメンブレンスイッチにライトガイドフィルムを埋め込む構造のことである。キーの照明には、側面発光型LEDが用いられる。EL冷光シートも使用可能である。
これにより、メンブレンスイッチは夜間や暗い環境でも使用できるようになり、同時に外観も向上する。
導光膜スイッチを製造する際には、オーバーレイや側面端からの光漏れや光干渉を避ける必要があります。両面接着剤はすべて黒色のものを使用してください。
ライトガイドフィルムを追加すると、キーの触感が弱くなる場合があります。キーの触感を改善するには、オーバーレイのキー部分の裏側にパッドを追加することができます。
折り畳み回路構造
折り畳み回路構造は、鍵の数が多く、全体のサイズが小さく、回路配線のための十分なスペースがない場合に一般的に検討されます。
この構造は、上下の回路層で構成されています。折り曲げ工程には特に注意が必要で、加熱下で行う必要があります。また、曲げによる耐用年数への長期的な影響も考慮しなければなりません。
結論
各メンブレンスイッチ構造には、それぞれ長所と短所があります。最も信頼性の高い設計は、用途、動作環境、触覚要件、防水要件、バックライト要件、製品サイズなどによって異なります。
設計プロセスの開始時に、最も適切な構造を選択する必要があります。 メンブレンスイッチメーカー 高い製品品質と安定した長期性能を確保するため。
